可用于航天员在轨心电信号采集的织物电极技术分析

针对我国未来载人航天任务需求,开展可用于航天员长期在轨心电信号采集的织物电极技术分析。首先,对传统Ag/Ag Cl胶状电极在长期心电监测应用中遇到的问题进行了讨论。其次,介绍了干电极的概念、种类以及发展现状,分析了不同类型干电极的技术特点。再次,结合我国载人航天任务特点,对不同类型干电极的适用性进行比较,得出织物电极是一种适合航天员长期在轨监测的心电传感器的结论,它具有舒适性、可穿戴性、可水洗性、稳定性、易集成性等显著特点。最后,针对织物电极技术需要突破的关键技术进行了总结和展望。     

穿戴式、多参数协同监测系统设计

目的 为实现低生理、心理负荷下的人体基本生命参数的长时间、动态获取,设计了穿戴式、多参数协同监测系统.方法 将生命信息检测技术与可穿戴技术相结合,在弹性背心中嵌入各类传感器,以实现生理信号检测.两条弯曲成"正弦"状导线嵌在弹性背心的胸、腹部作为呼吸运动传感器,用自主产权的呼吸感应体积描记技术提取呼吸运动;用三导联电极提取心电信号,并探索了非粘贴电极的心动信号获取技术;用三维加速度传感器获取体位、体动信息;用负温度系数的热敏电阻测量作业过程中体温变化.结果 实现了呼吸、心电、体位、体动、体温等多生理参数的穿戴式、协同监测系统设计.结论 穿戴式的生理参数监测系统能够实现低负荷状态下的多生理参数协同获取,为一系列研究工作提供了很好的技术平台.     

表面肌电图在游泳动作研究中的应用

<正>肌电图(electromyography,EMG)是一项用于采集、记录和分析神经、肌肉兴奋发放和传播的生物电信号的实验技术,可以研究肌肉的功能[1]。表面肌电图(surface electromyography,sEMG)信号就是应用特定的电信号采集设备,通过表面电极引导,从肌肉皮肤表面采集和记录肌肉活动时神经肌肉系统生物电变化的一维时间序列的电信号。由于sEMG是一种非侵入式的生物信号实验技术,在体育科研中广泛应用。     

基于双电极的心电测量方法及仪器

目的 研究使用双电极的心电测量方法设计微型低功耗仪器.方法 分析心电测量仪器的结构及产生共模干扰的机理,使用微处理器、仪表放大器、运算放大器、RS-232收发器设计微型低功耗的心电测量电路,用PDA为测量电路供电,接收数据并运算、存储和显示.结果 研制的仪器满足心电测量的要求,且测量电路板尺寸只有4.0 cm×1.5 cm,功耗分别为15 mW(含通信电路)和3 mW(不合通信电路).结论 本文设计的基于双电极的心电测量方法和仪器,可用于植入式、穿戴式或便携式心电测量.     

便携式脑电信号采集与处理系统（英文）

目的实现脑电信号的采集和处理,准确提取脑电信号中稳态视觉诱发电位(SSVEP)特征。方法 8通道脑电信号采集设备采集LED闪烁视觉刺激诱发的脑电信号,并实现原始脑电信号数字化;基于Android手机的数字信号处理平台通过蓝牙接收数字脑电信号并对其进行频谱分析,最后提取出SSVEP特征。结果 10名志愿者参与实验,特征识别平均正确率高于90%。结论脑电信号采集装置可以获得高信噪比的脑电信号,数字信号处理程序可以有效地检测到稳态视觉诱发电位。体积小、功耗低、便携等优点可使之用于开发诸多脑电相关应用,如睡眠监测,意念电话,智能轮椅控制等。     

穿戴式健康监测设备的现状与未来

智能手机与移动通信技术的迅速发展,为穿戴式健康监测提供了发展机遇。穿戴式健康设备能够监测用户的重要生理信号,通过手机接入移动通信网或互联网进行数据远程传送或共享,从而实现医学监护并降低医疗成本。本文概述了穿戴式健康设备的发展现状,指出穿戴式医疗发展机遇与风险挑战并存,并展望了其发展趋势。     

便携式脑电信号采集与处理系统

目的 实现脑电信号的采集和处理,准确提取脑电信号中稳态视觉诱发电位(SSVEP)特征.方法 8通道脑电信号采集设备采集LED闪烁视觉刺激诱发的脑电信号,并实现原始脑电信号数字化;基于An-droid手机的数字信号处理平台通过蓝牙接收数字脑电信号并对其进行频谱分析,最后提取出SSVEP特征.结果 10名志愿者参与实验,特征识别平均正确率高于90％.结论 脑电信号采集装置可以获得高信噪比的脑电信号,数字信号处理程序可以有效地检测到稳态视觉诱发电位.体积小、功耗低、便携等优点可使之用于开发诸多脑电相关应用,如睡眠监测,意念电话,智能轮椅控制等.     

可穿戴电容耦合式电极在载人航天心电检测中的应用

目的研究可穿戴的小尺寸电容耦合式电极在载人航天中的应用问题。方法针对电极尺寸减小对信号幅值和噪声带来的影响,在系统设计中采用动态驱动屏蔽的电极结构、噪声性能优良的阻抗转换放大器等措施提高信噪比,并采用小波阈值滤波算法去噪。结果相比直径4 cm电极,直径2 cm电容耦合式电极采集的信号幅值减小,但心电信号P波、QRS波、T波均得到完整检测,并在降低界面噪声方面具有一定的优势。小波阈值滤波有效消除噪声。结论本文所设计的使用小尺寸电容耦合式电极的心电检测系统实现了隔着衣服对心电信号的非接触式检测,信号波形清晰完整,可以满足航天医学监护要求。     

基于TMS320VC5402的便携式心电监护仪的研制

目的 研制一种便携性好、功能强大的心电监护仪。方法 以DSP芯片TMS320VC5402为核心,设计硬件系统及控制程序,并嵌入心律失常检测算法。结果 该监护仪能够检测出4种心律失常,存储7段各64k字节的心电信号,还能够为每段存储的心电信号标记采集时间,并能将存储的心电数据以数字和模拟两种方式传送给医院中心站;其功耗低,采用可充电锂离子电池,可以进行连续监护。结论 该监护仪达到设计要求,实用性好。     

非接触式电极在心电信号检测中的应用和研究进展

非接触式心电电极不需要直接接触皮肤即可采集到心电信号,在使用中具有便捷、舒适、对皮肤状态完全不敏感等优点。本文对心电信号检测中常用的三类电极进行了概述和对比,对非接触式电极的工作原理、发展和现状进行了综述,最后对非接触式电极在载人航天领域的应用进行了展望。     

基于独立分量分析的自适应最大熵算法对脑电干扰的识别与剔除

目的 提出一种在脑电信号采集过程中自动识别和剔除各种干扰的新方法.方法 将独立分量分析(ICA)最大熵算法和非线性参数阈值设定相结合.首先对ICA最大熵算法进行自适应改进,并将其用于对包含肌电、眼动等各种干扰的19导脑电信号进行独立分量分解;然后对各独立成分进行3个参数的非线性分析,通过设定的阈值,自动识别出其中的伪迹成分;在去除识别出的各伪迹的独立成分后,将其余独立成分反投影到头皮各电极处,得到去除干扰后较为纯净的脑电信号.结果 研究表明,基于盲源分离技术的自适应最大熵算法实现了脑电信号与其中所包含的多种干扰成分的分离,通过信号的重建可实现对不同来源干扰的剔除.结论 自适应最大熵算法是生理信号消噪研究中一种有潜力的方法.     

背心式呼吸感应体积描记系统设计

目的 为解决呼吸感应体积描记技术存在的高信噪比与低系统功耗之间的固有矛盾,并消除胸、腹信号耦合干扰,研发一种新型的呼吸感应体积描记技术,并以可穿戴技术的设计理念,设计出可穿戴式呼吸感应体积描记系统。方法 采用脉冲式分时激励的方案,在极短的时间内以极高的功率来依次轮流激励各传感线圈;设计了新型的传感线圈结构,将其嵌入背心中,实现了可穿戴式呼吸感应体积描记系统设计。结果获得了高信噪比（高激励功率）、低系统功耗的设计效果,消除了胸、腹信号之间的耦合干扰;背心式的系统设计,外形美观,使用方便,可用于长期动态测量使用。结论 该系统性能优良,达到了设计要求,经过标定能够实现通气量无创测量,用于睡眠医学研究能够有效发现睡眠呼吸暂停事件并鉴别类型。     

一种基于波形特征的12导联心电信号质量的估计方法

目的研究一种定量评估12导联心电信号质量的新方法。方法基于12导联心电的时域波形特征,重点分析单导联心电的自相关、不同导联心电的互相关(不同导联QRS波群定位结果的差异,及重构心电与原心电的相关性),提出心电信号质量指数定量计算方法;结合直线型与饱和信号识别、链路误码与起搏脉冲滤除、运动伪迹识别等处理措施实现12导联心电信号质量评估。结果经生理数据网"挑战2011"12导联心电的测试,本方法对998例训练数据"可用"与"不可用"二元分类的准确率为93.6%,而对500例测试数据的分类准确率为89.8%。结论波形特征适于12导联心电信号质量的定量评估。     

脑电图银管电极氯化装置的研制与临床应用

本文介绍一种脑电图银管电极氯化装置，电路系交直流电两用并运用物理和化学方法对银管电极进行氯化。它的特点是：省时、省力、操作方便、电极无任何副作用、实用性强，从根本上改变了传统式的电极氯化方法，在临床应用中证明效果良好。     

一种基于掌上电脑的便携心电血压监护仪

目的研制一种便携式，使用方便，功能多的心电血压监护仪。方法它将单片机控制的心电、血压检测模块与掌上电脑结合，以实现心电、血压的监护和远程传输功能。结果在单片机控制下，心电采集电路和腕式血压计通讯电路可进行心电、血压数据的采集，并方便的连接掌上电脑。掌上电脑运行监护程序，具有波形浏览与远程传输等功能。结论该监护仪达到设计要求，实用性好。     

人体刺激诱发生物电信号频率与占空比测量电路的设计与应用

目的：设计一种人体刺激诱发生物电倍频率和占空比测量电路,以解决在“神经阈值图谱与临床应用”研究项目中遇到的人体神经系统刺激诱发生物电信号频率与占空比测量的难题。方法：首先根据人体神经系统刺激诱发生物电信号的频率较低并且极其不规则,以及频率和占空比变化非常频繁等特性,构思电路原理,然后进入实际设计、测试和改进,最终将其应用于精密神经阈值刺激仪中。结果：电路经调试和改进,应用Agilent 33120A数字函数信号发生器和TDS3034B数字存贮波器对多种波型、多种频率和占空比的信号进行测量,测量电路对各种信号频率的测量是相当准确的,对占空比的测量误差小于0.2％,基于该电路的精密神经阈值刺激仪经临床试用,取得了满意的效果。结论：实践证明,该电路具有构思巧妙,原理简单,易与微处理器接口匹配等优点,可用于其它生物电信号和低频率不规则信号测量以及诸多测控系统中。     

反射式非接触人体血氧饱和度的检测

血氧饱和度的检测对人体健康和患病组织的血液循环状态的判定极其重要。采用多波长近红外光对人体血氧饱和度进行非接触检测。首先从电路上设计了恒流源和信号滤波放大电路:恒流源电路给激光管提供稳定的电流和相应的开关时间;光电信号采集滤波放大电路有效滤除背景噪声,提高信噪比。其次,在数据信号处理上,采用基于小波变     

实验鼠无创生理信号监测系统设计

目的 研制一种实验鼠无创可穿戴生理信号监测系统,实现在生物医学和药学研究中,连续无创地监测实验鼠的生理信号.方法 系统由可穿戴终端、生理信号接收主机和监控软件组成.可穿戴终端采用无线微控制器CC2640R2F实现实验鼠心电图(ECG)、体温(BT)和运动量(AL)的采集与无线传输;生理信号接收主机通过低功耗蓝牙技术,接...     

基于Windows 95平台的十二导同步心电图分析系统及其临床测试

目的 为提高心电检测的准确度,在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５平台下建立了一个标准十二导心电信号同步检测分析系统。方法 硬件上,采用多处理器的方法,实现二十导心电信号同步采集,以及采集和波形显示的并行操作。软件上,在时域和频域中,分析心电信号的各种不同参数及形态。结果 该系统进行了临床检测和分析,满足了临床的要求。结论 十二导心电信号的同步采集,以及时、频域心电图的同时分析对临床诊断是很有意义的。     

Linux 2.6平台神经电生理闭环系统软件的设计和实现

目的 在Linux 2.6操作系统下开发基于多电极阵列的神经电生理闭环系统软件.方法 通过中断和字符设备子系统接口,将USB总线刺激器和PCI总线数据采集卡连接到用户模式,并依据神经元网络活动确定刺激器输出,设计闭环控制算法,基于GNU C开发在Linux下的刺激应用程序.结果 在Linux 2.6 PC平台上实现了电生理实验系统采集和刺激终端的在线控制软件,并用该软件控制由多电极阵列培养皿、放大器、数据采集卡、PC机以及刺激器所构建的实验系统,实现了对培养神经元网络信号的采集和活动依赖的刺激.结论 该软件实现了神经元网络活动和刺激信号的闭环信息流动,为神经信息处理的网络机制研究提供了有效工具.